缸徑沖程比對汽油機性能的影響

缸徑沖程比對汽油機性能的影響

汽油機缸徑沖程比對汽油機性能和排放具有較大影響。通過試驗研究不同缸徑沖程比對汽油機性能的影響。試驗采用美國西南研究院專門開發的研究型汽油機，該汽油機缸徑為86mm，且具有可變的發動機缸體和缸蓋配合平面，因而活塞具有3種不同的行程：86mm、98mm和115mm，因而可以實現3種不同的缸徑沖程比：1∶1、0.88∶1和0.75∶1。

試驗時固定壓縮比為9.5∶1，對于每種缸徑沖程比分別設定4種運行條件：①汽油機轉速設定為2000r/min，點火時間設定為汽油機出現最大扭矩時，廢氣再循環（EGR）率從0變化到20%；②汽油機轉速設定為2000r/min，點火時間設定為活塞達到上止點以后曲軸繼續旋轉25°，EGR率從0變化到20%；③汽油機轉速設定為4000r/min，點火時間設定為汽油機出現最大扭矩時，EGR率從0變化到20%；④汽油機轉速設定為4000r/min，點火時間設定為活塞達到上止點以后曲軸繼續旋轉25°，EGR率從0變化到20%。利用高速數據采集系統，記錄每種情況下的缸內平均有效壓力、缸內峰值壓力、熱釋放曲線和爆震指數。對比不同情況下的結果顯示：①缸徑沖程比從1∶1減小到0.88∶1，使汽油機燃油消耗改善了3%～5%，缸徑沖程比進一步減小到0.75∶1時，燃油消耗并沒有出現改善；②多數情況下，隨著缸徑沖程比的減小，湍流火焰傳播速度增加，燃燒持續時間減少10%～90%。因此，較大的缸徑沖程比有利于改善汽油機進排氣過程，而較小的缸徑沖程比由于具有較小的表面積體積比，減小了火焰傳播距離，因而使熱釋放持續時間減小。

KevinL.Hoagetal.SAE 2016-01-2177.

編譯：李臣